Grejersjukvårdutmaningar i en ändrande värld: en intervju med Professorn Jeremy Nicholson

Professor Jeremy NicholsonTHOUGHT LEADERS SERIES...insight from the world’s leading experts

Intervju som föras vid April Cashin-Garbutt, MOR (Cantab)

Är Vad det exposome och hur ändrande växelverkan av mikrobiella gener för människagener, bantar, livsstilen, och mönstrar miljön som alla bidrar till växling, av sjukdom?

Som individer och, som våra befolkningar riskerar av att få sjukdomar, är beslutsamma delvis genetiskt och delvis från miljön som vi bor i. En viktig del av den miljö, som medlar mellan världen utanför och den inre världen av vårt, förkroppsligar är microbiomen.

Vårt innanmäte fylls med buggar. Det finns kg av buggar upp till insida dig, med en samling av omkring 10 miljon gener. Människokroppen har omkring 10 triljonceller, och microbiomen är omkring 100 triljonorganismer som bor insida dig på någon en tid.

”Det exposome” är ett begrepp som gäller tänkande om alla saker från miljön, som får in i ditt förkroppsligar. Det förbinder till ditt bantar och till microbesna i din gut, som bearbetar banta och gör molekylar av deras eget - mikrobiella metabolites. Således ”är det exposome” den mätte summan av de miljö- exponeringarna.

Vi behöver också att ta in i konto drogerna som vi tar, kemikalieerna, att vi är utsatta till i miljön, tillsammans dessa exponeringar, plus dina gener, bestämmer din sjukdom riskerar som en individ.

Det exposome är alla olika exponeringar som får effekt på fungera av ditt förkroppsligar. Genom, generna, som du har, är egentligen precis anvisningarna.

Gener är precis en uppsättning av anvisningar för byggande av en organism i ett bestämt långt, och hur den organism byggs, är beslutsamma vid inte endast programet, generna, genom som körningar det, men också substratesna, som är tillgängliga till det till och med banta och den mikrobiella signalerandet från guten.

Ultimately vårt riskera av att få en sjukdom är högt anhörigen på alla de växelverkan. Det annat tinget, som försvåras härom, är, att växelverkan varierar alltigenomliv, så exponeringar som bantar variation, droger, Etc., som uppstår behandla som ett barn in, har mycket olikt verkställer till den samma källan av exponeringar, som uppstår i vuxet liv, så där är en sortera av villkorlig växelverkan mellan dina gener och din miljö, som fortskrider alltigenomliv, att ändra riskerar för sjukdom på några arrangerar av liv, och riskerar för att få sjukdomar i framtiden.

I synnerhet antagligen är de viktigaste exponeringarna, viktigast växelverkan, de i de första få åren av liv, var ditt förkroppsliga programmeras för en radda den mer sistnämnda biologin, som den går att erfara.

Den är intressant att notera att microbiomen tar omkring 3 år för att framkalla, därför att behandla som ett barn är fött utan microbes, och microbesna framkallar mycket, mycket snabbt. I faktum finns det triljoner av bakterier inom några dagar av behandla som ett barn som den är född, och den tar, omkring 3 år för du får en ekologi i barnet som är liknande till det av en vuxen människa, och så något, som förargar, den utveckling av ekologin i tidig sortliv kan vara ganska inflytelserikt för riskerar dela upp i faktorer sedermera.

clip_image002_0006

Hur viktig är microbiomen i den vård- människan, och varför är oordningar av gutmicrobiomen som är tillhörande med multipel non-smittsamma sjukdomar?

Det är endast för en tid sedan oss har startat att förstå hur komplex microbiomen är och hur viktigt det är till oss. En radda bakterierna, som bor insida oss, är inte klart culturable, så microbiologists har endast bekant a bet lite om biologin av microbesna historically, därför att du enkelt inte kan gräva många av buggar ut och gör faktiskt dem att växa. Resonera för det är att dessa microbes bor i en miljö, som har andra microbes, olik art in och dem allt arbete tillsammans och behöver varje annan.

Modern genomics och teknologierna, som framkallades ursprungligen för MänniskaGenom Project, kan också användas för microbiomeordnande i viss följd. Omkring 10 eller kanske 15 år sedan folk startade att använda modern gen-ordnande i viss följd teknologi, så gå in i specificera om vad var i denna mikrobiella gemenskap som ut finner vem var där.

Nu vet vi att det finns antagligen 2 till 3.000 art i människaguten. Det ska varierar mellan olikt folk, men de 2 till 3.000 är inte den samma arten i olika människaindivider, så kan det är buggar som är i dig, som inte är i mig och omvänt.

Om du funderare om det benämner in av genetisk mångfald, människor, dig och I, är något att säga, liknande 99,99% genetiskt. Våra microbiomes är antagligen mindre än liknande 5% genetiskt. Som vi har en fantastisk mikrobiologisk genetisk mångfald inom oss, och, därför att microbesna utför, en biologisk radda fungerar för människan, så det hjälpmedel som den funktionella variability är jättelik mellan individer som väl.

Att för att ge dig som en idé av vad Jag betyder by fungerar: det finns biologiska banor som kontrollerar vårt förkroppsligar, en radda som, de är under den genetiska vara värd kontrollerar. Till exempel ordnar de enzymatic för avbrott besegrar socker, glukos besegrar in i mindre bitar, som kan användas för energiämnesomsättning, är under den genetiska människan kontrollerar.

det finns raddor som annat lappar, som är biochemical maskineri i förkroppsliga, som inte är under den genetiska människan kontrollerar faktiskt. I faktum ganska anföra som exempel en raddacholesterolämnesomsättning, för. Bemanna samtalet om cholesterol ett lott, den bra cholesterolen, dåligacholesterol, men i faktum, om du ser cholesterolbanan, omvandlingarna från alla olika metabolites, de olika sekventiella kemiska omvandlingarna och cholesterolämnesomsättning, leder till steroid- ämnesomsättning, Etc., dessa är högt släkt.

Något gillar 90%, allra som omvandlingarna i de banor är delvis beslutsamma vid microbe-signalerandet molekylar. Om du gillar, kontrolleras några grunddelar av vårt egna maskineri av mikrobiell aktivitet. Microbes gör sammansättningar, som är drog-något liknande, dem kopplar 'På/av' våra banor, och det endast förstås för en tid sedan hur precis den connectivity är djupt, och denna är basen av vilken biologappellsymbios.

Symbios är omkring 2 eller mer organismer som förbinds physiologically tillsammans, och de utför fungerar för varje annat och att resultera ultimately i ett läge, var ett inte kan göra utan annat, ytterlighetexempel av symbios som organismer inte kan fortleva utan varje annat.

Människor kan fortleva, precis om, utan deras microbes, men de gör inte mycket väl alls, och i faktum som alla djur med en gut rely på deras gutmicrobes som utför en biochemical radda, fungerar, som de ställer ut som ett resultat av ”genomförminskning.”,

Genomförminskning är en förminskning i ditt eget numrerar faktiskt av gener, därför att you've fick någon annat att göra jobbet för dig. Denna är ganska en intressant idé, därför att det hjälpmedel, att människor är faktiskt ofullständiga som en organism, dem behöver microbes att göra dem färdiga, för att kontrollera deras banor riktigt.

Att att ge dig ett exempel, om du skulle, gör gnotobiotic (bakterie-fria) djur, e.g genom C-Att dela upp, tjaller och att hålla dem i enfri miljö, så de får aldrig utsatta till microbes, det normala ytbehandlar av guten, denkallade villusen ytbehandlar av guten i de tjaller aldrig, framkallar någonsin.

Guten har fått lott, och mycket komplexa raddor ytbehandlar ökande invaginations för område och villi, lite projektioner. Utvecklingen av den anatomi är allra anhörigen på mikrobiell signalerande, så det är ett utöver det vanliga ting till något att säga som din gut strukturerar inte ens kodas av din egna genom.

Det kräver faktiskt mikrobiella genom att göra det att fungera. Det är precis ett snarlikt storartat exempel av genomförminskning, men viktig sak är mångfalden av microbesna.

Om du kan föreställa att din biologi kontrolleras delvis av microbes, är dina microbes olika än bryter, är vår biologi olik, därför att våra microbes är olika, och därför långt det påverkar varandra vi med det exposome, långt oss påverkar varandra med sjukdomar, långt det oss reagerar till droger, även, är anhörigen på de variationer ultimately för- variationer i våra microbes.

Vi endast har egentligen startat att förstå hur precis den anslutning är djupt i jumbon 5 till 10 år. Om du kan komma med det baksida till människor, och saker gillar överenskommelse hur droger fungerar i förkroppsliga, kan droger avgiftas av microbes, så de kan göra dem mindre gift, eller de kan göras mer giftlig av microbes, så där är några storartade exempel.

Amphetamines metabolizeds av gutmicrobes. Digoxinen hjärtadrogen, metabolizeds av microbes, så dina olika mikrobiella sammansättningsändringar, hur droger fungerar i dig såväl som sannolikheten av sjukdomar som uppstår i dig.

När du funderare härom från den jämna befolkningen, befolkningsjukdomen riskerar uppförande för ändring delvis tack vare av folket, vad de äter och hur de övar, men också på grund av deras microbes, men på individnivådrogterapin ändras av microbes som väl.

När vi kommer till den personifierade sjukvården, precis är att ha den genomic delen för människan av den inte bra nog, därför att den inte förklarar en radda variationen som vi har physiologically mellan individer, som vi behöver för att förstå och optimera terapier för individer.

Microbiomen går att vara viktig i framtiden, därför att den ska hjälper oss att förstå sjukdomen riskerar, och långt att miljön och människokroppen som är växelverkande till och med microbiomen, men i personifierad sjukvård oss går också att måste att förstå microbiomen för att få det att finjustera av terapeutisk ledning som vi går att behöva i framtiden.

clip_image004_0005

Hur får effekt denna komplexitet pharmacogenomics?

Pharmacogenomics har haft få framgångar som ges det involverade försöket och pengarna. Du kan bestämt stratify folk in i olikt genetiskt klassificerar av sjukdom, är bröstcancer ett bra exempel, var det finns omkring 10 olika genetiska under-variationer, som du kan avkänna, och några är mer eller mindre svars- till bestämda droger.

Om du vet om de genetiska bakgrunderna av någon, kan du starta ordstäv, huruvida som en särskild drog är rimlig att vara bra för den person. Det har finnas några framgångar där.

Peka är, även inom en specifik genetisk under-klassifikation, finns det stilla ganska en variation av tålmodig variation och svaret till terapi. Något folk reagerar bättre än andra, och den extra variation måste att göra med sakernågot liknande din fysiologiska variation, din mikrobiella variation, din livsstilvariation.

Om du sätter den genetiska informationen samman med det mikrobiellt och sorterar av de metabolic fenotyperna som du kan mäta, startar du att täcka alla av baser, och du avslutar upp att ha en mycket djupare överenskommelse av människabiologi som du behöver för personifierad sjukvård.

Har Vilka ny teknik och system framkallats för att hjälpa oss att förstå komplexiteten av människasjukdomar?

Genomics har varit tremendously viktig i portion som vi förstår basen av sjukdomen, men faktumet av materien är att mest folk i världsmatrisen av non-genetiskt orsakar; de dör av miljö- orsakar; de dör av svält; de dör av smittsam sjukdom.

Vi behöver teknologier, som går det okändagener, och, så folket har framkallat teknologier som ser till proteiner, som är bearbetar med maskin det göras på genetiska anvisningar att köra förkroppsliga, och det finns teknologier för att se ämnesomsättning, som är liten-molekylen valutan av förkroppsliga, energin balanserar, sammanbrottet av mat, excretionen och byggnaden och excretionen av metabolic produkter, som vi inte behöver.

Varje av de olika områden kräver olika teknologier, så varje som är jämn av vad vi appellen ”biomolecular organisation,” det genetiskt, proteinet, det metabolic, kräver en olik typ av teknologi att undersöka variationerna i människabiologi.

Gener ger dig det potentiellt av vilken styrka händer i förhållande till en miljö- stimulus, eller stressoren. Proteinerna är bearbetar med maskin som utför variationen i generna, och metabolitesna är produkterna, som berättar dig vad händs faktiskt i förkroppsliga. Reflektera grundaktiviteter av kemin inom förkroppsliga, Därför Att mönstrar, berättar den dig därför ofta det finns ett problem som väl.

Några av de viktigaste teknologierna som ska framkallas för en tid sedan, måste att göra med metabolic analyser, som låter dig göra tusentals och tusentals metabolites snabbt och exakt, som ger dig djup inblick in i människabiologi.

clip_image006_0006

I vilken väg begränsas vår överenskommelsestillbild?

Vad vi utmanas by, är numrera av jämnar av biologisk växelverkan och överenskommelse vad det hjälpmedel för människan. Vi funderare av denna något liknande microbesna som leker en trimma, ett kemiskt, trimmar. Microbes gör molekylar, som kopplar receptors i vårt förkroppsligar och kontrollerar 'På/av' banor.

En Annan utmaning är all överenskommelse av dessa olika microbes och all att tala till varje annan och tala till oss, och vilka kontrollerar den processaa total- signalerandet. Vi precis enkelt förstår inte det ännu. När vi förstår att, och vi ska slutligen, då ska vi är kompetent att starta danandeingripanden i den.

Om du föreställer att en särskild metabolic bana i människokroppen kontrolleras av en molekyl som göras av en microbe, som kan koppla 'På/av', kanske en bana i förkroppsliga, om du kopplar, kan den av dig ändra enriskera dela upp i faktorer, en cancer eller något något liknande det. Vi sådan saker för funderare finns.

Om du kunde förstå vilken microbe var danande som molekylen och du kunde fungera ut därefter a långt av att koppla av den mikrobiella metaboliteproduktion, således att ändra aktiviteterna i människokroppen och därefter potentiellt att ändra en sjukdom, riskera.

det är den stora prisen i framtiden. Den är ett helt nytt långt av tänkande om terapi för människokroppen vid tänkande av att kontrollera mikrobiell aktivitet som finns inom oss, som a av att kontrollera som är vårt, förkroppsligar långt, och ingripa kanske även i sjukdom bearbetar, eller förhindra sjukdomen bearbetar att uppstå alls.

Även Om vår överenskommelse är stilla högt inskränkt på grund av komplexiteten, värdera av överenskommelse, som långsiktigt går att vara kritiskt, därför att den ska ändring långt det, ser vi medicinen, och långt det framkallar vi terapier i framtiden.

clip_image008_0003

Är Vad de huvudsakliga utmaningarna i personifierad medicin och allmän hälsa hitintills?

Komplexitet för den verkliga människan för Överenskommelse biologisk i långt ett det kan du göra något om den. Vi talar ett lott om ”den kliniska actionabilityen”, som är kapaciteten för att dig ska ta bestämt lappar av vetenskaplig kunskap om ett system eller en person, och att vara kompetent att agera på det, så att manipulera, som ser denna, lappar av information, något att säga, ”Mig vet vad för att göra därefter.”,

På ögonblicket har vi lott- och raddateknologier som beskriver människabiologi i någonsin mer för att specificera, men mest av det specificerar är inte mycket hjälpsamma till manipulera. Han vet inte hur man använder det för att göra ett beslut. De största utmaningarna till den personifierade sjukvården är översättningen av kunskapen av biologisk komplexitet in i en actionable bana som en manipulera kan använda.

Det samma tinget applicerar till allmän hälsa var vi intresseras i överenskommelse som, det grundläggande orsakar av sjukdom, huruvida är de genetiska eller miljö-, och ändringar i sjukdom mönstrar, och igen är den om att beskriva människabiologi i store specificerar, men på det jämna snarlikt för befolkning än på individnivån.

Vi kunde också något att säga att allmän hälsaforskning finns för att informera framtida sjukvårdpolitik. Utmaningen här får den biologiska kunskapen, och därefter uttrycka den i långt ett det kan den vara användbar in mot sjukvårdpolitik och också praktiskt för att ge rådgivning till folk om hur man kör deras liv.

clip_image010_0000

Hur kan vi betagna utmaningar liksom antibiotisk motstånds-, fetma- och läkarundersökninginaktivitet?

Utbildning är en del av den. Resonerawe'ven som fås antibiotiskt motstånd, är, därför att vi har missbrukat antibiotikummar. Den massiva overusen av antibiotikummar i jordbruk för ökande tillväxt i nötkreatur som Etc. har, ledde till ett miljö- slår samman av antimicrobial motstånd.

Folket förstod inte de långsiktiga följderna av antimicrobial bruk för jordbruk. Som en resultatwe've fick detta miljö- problem med mikrobiellt motstånd.

Doctors över-ordinerar antibiotikummar, och folket tar ofta inte ett fullt jagar av antibiotikummar, därför att de önskar till räddningen som några för mer sistnämnd i fall att de får sjuka igen, men recept är naturligtvis att förstöra alla av buggar, buggar det fientligt, och några, som lämnas ska, är resterande, därför att de är resistent till den drog.

Vi har avslutat upp i ett egentligen mycket allvarligt läge med antimicrobials, och inom antagligen det ska nästa årtiondet finns det microbes som dyker upp det är resistent till alla bekant antibiotikummar, och dessa kunde orsaka enorma problem för vårdsystemet.

Vi är redan början som ser den: 1 i 7 av sjukhus-fångna infektioner i UKEN är non-behandlingsbar, och varje person, som får en smittsam komplikation i ett sjukhus, ansar till förhöjning deras stag i sjukhus vid 30%.

Om du fungerar det igenom, är det ekonomiskt jättelik. Vilken we've fick hända nu ökas numrerar av resistent buggar ut med nytt klassificerar där av drogmotstånd som dyker upp, och så, detta problem går att få värre, och värre, sådan, att, om inte något göras om den i de nästa 20 eller 30 åren, vi ska går tillbaka till den 19th Århundradesjukvården, var majoriteten av befolkningen dog av smittsamma sjukdomar och inte gamling.

Detta är ett existentiellt utfärdar egentligen ganska för modernt samhälle, och i faktum finns det något intressera metar en kunde ta på det för att göra med microbiomen, som I-förmiddagen som går att komma tillbaka, men samma sorterar till av ting applicerar till fetma.

Varför är det obese folket? Välla Fram, äter de för mycket, och de övar inte nog. Det är egentligen standarda vanliga pharmacodynamics faktiskt. Varför äter övar de för mycket och inte nog? Därför Att de inte utbildas riktigt för att veta, att ska denna har enormt, får effekt på deras vård- mer långtids, och där ansar för att vara anslutningar mellan låg socioeconomic status och fetma, och den sannerligen låg utbildningsnivån och fetma.

Det är inte till något att säga, att det fattiga folket är dumt, inte alls. Det är, därför att vad ansar för att hända, är, att folket informeras om sjukvård enligt deras socioeconomic jämnar, och också deras kapacitet att ändra deras bantar är beslutsam vid deras socioeconomic jämnt som väl.

Du ska fynd i någon studie på fetma, som socioeconomic status, avlönar även, korreleras med fetma, och saker gillar det. Igen fick we've försök och funderare om lösningar som inte fungerar precis för det rika folket, men som fungera också för mer fattig folk för.

Interestingly, naturligtvis är fetmaepidemin som vi ser nu förbinds delvis till ändringar i microbiomen, som kommer med oss baksida till antibiotiskt bruk igen. Microbes kontrollerar ett viktigt belopp av calorific överföring från banta till förkroppsliga.

Ganska går en radda dina kalorier in i att bygga om microbiomen. Det finns 2 delar till den. Kanske 10% av ditt protein i ditt bantar förbinds faktiskt till byggande av microbesna som levande insida dig, därför att de vänder över och dig måste att fylla på de.

En Annan del av proteinet i ditt bantar går till att bygga om gutväggen, därför att din gutvägg vänder över varje få dagar som väl, så att är, sortera av på negationsidan, om du gillar, av det calorific balanserar att microbes tar upp kalorier, därför att de behöver att bygga deras egna celler.

Å andra sidan utför de också digestivkex, och jäsning fungerar i förkroppsliga, i guten, som gör mer kalorier tillgängliga, och så, genom att ändra vilka microbes är där dig ändring maktbalansen mellan negationen och realitetbruk av kalorier, därför ändrar potentiellt vägaaffärsvinsten av en individ på given bantar. Överenskommelse microbiomen är också viktig till överenskommelsefetma som väl i egentligen ganska komplex väg.

Läkarundersökninginaktivitet är en produkt av vår moderna livsstil: we've fångna bilar, har vi utsmyckade Tv:er, oss gillar sammanträde omkring som är främre av dem. Folket för en radda har sedentary jobb, var de är sammanträde framme av datorer all dag. Det är en följd av modernt liv, och folket behöver att utbildas så mycket som möjlighet om sund livsstil och dietary val.

Please kan dig ge en överblick av MRC--NIHRMedborgare som Phenome Centrerar? Vad phenotyping de huvudsakliga syftena av centrera med hänseenden till metabolic?

Den kom från Olympiskt drog-testa centrerar som var ställer in i 2012 för att se vikter av missbruk i idrottsman nenar.  Det var en stor analytisk lätthet som såg flera hundra olika vikter, som idrottsman nenstyrkan tar för kapacitet-att förhöja sig själv.

I 2011 talade försvarade tidig sort 2012, Premiärministern ett lott om Olympisk legat och därför vi spenderade miljarder av Pounds på OS:erna, och vad skulle oss får ut ur den. Bemanna normalt samtalet om simbassänger, sportstadioner och resa infrastruktur.

Då sade Professorn Elliott, Huvud av Epidemiology på Imperialistiskt, och Jag skrev till Dame Sally Davies, Kommenderar den Högsta Läkarundersökningen för England, och, ”Väl, fick we've en stor idé för Olympisk legat.

Att Anta på avsluta av OS:en tar vi den Olympiska drog-testa lättheten och repurposen det för en medborgarelätthet för metabolic analys för befolkningar.”, Vi var i ett läge mycket gynnsamt, mycket i rätt tid i danande ett förslag som passade politiken av MRCEN, NIHREN och regeringen.

Därefter frågades vi att skriva det anslags- förslag, som vi gjorde, 75 sidor, granskar något av den för motivering av jämliket, och vi tilldelades 10 miljoner Dunkar vid MRCEN och NIHREN, och vi lyftte också omkring 11 miljoner Dunkar från bransch till flyttningen den Olympiska drog-testa lättheten in i Imperialistiskt och skapar en medborgarelätthet för storskalig phenotyping, som är vad Medborgare Phenome Centre är.

Det är första av dess sort i världen, och det är det enda laboratoriumet i världen som kan göra phenotyping på det fjäll. Det finns metabolic laboratorium för en radda runt om världen, men det finns inga av dem som kan göra hundratusentals tar prov ett år, därför att den Olympiska drog-testa lättheten byggdes för rättsmedicinsk-jämn analys, därför att du gör i stort drogen som testar i folk. Om du får det felt, är du all över tidningarna!

Vi har byggt mycket högkvalitativt kontrollerar, ett kickgenomgångslaboratorium, som låter oss avskärma stora epidemiological cohorts, och befolkningar som söker efter metabolic särdrag som är tillhörande med sjukdomen, riskerar, som Jag nämnde fetma tidigare.

Sortera av ifrågasätter är: är vad de metabolic särdragen av fetma som berättar dig om genmiljöväxelverkan, som påskyndade fetman? Hur bantar får effekt på din ämnesomsättning på den jämna befolkningen? Finns det markörer som du kan avkänna, som förutsäger att cancer i individer som baseras på metabolic profilerar? Finns det markörer som du kan få, som förutsäger slår eller den kardiovaskulära sjukdomen?

Medborgare Phenome Centre är ett fantastiskt laboratorium, och det har byggt på ett industriellt fjäll, och vi är mycket lyckliga att ha det här på Imperialistiskt. Jag knyter kontakt förmiddagen som för närvarande är involverad, i att skapa en landskamp, av phenome centrerar, därför att nu det oss har byggt vår, som raddor andra länder önskar en som väl. Det går att vara en i Amerika, i Japan, Kina. Det finns redan ett i Singapore anknöt till Imperialistiskt, och en i Birmingham har öppnat precis för.

I de ska nästa få åren finns det medborgare phenome centrerar, som ska allt bruk den samma teknologin, som vi gör, och att harmonisera våra data, så att vi kan all aktie, och information om utbytet som vår befolkningsjukdom mönstrar, och, så vi ska är kompetent att göra första på en global kartbok av den metabolic sjukdomen runt om världen, genom att dela våra teknologi och data, som endast göras möjligheten, genom att göra storskaliga phenotyping studier.

Den annan delen av det är den samma teknologin kan vara van vid göra tålmodigt profilera som väl, så vi kan använda den för personifierad sjukvård. Vi har en Kliniska Phenome att Centrera som väl i Imperialistiskt, som betalas av MedborgareInstitutet av Vård- Forskning, NIHR, och därefter här vi inte ser precis befolkningar.

Den ska är individsvar till drogterapi som väl, till och med verkställer på metabolites, så att vi kan anteckna, så att vi vet att huruvida någon får metabolically bättre eller värre, när de är under drogterapi.

clip_image012

Hur viktiga är teknologier liksom NMR i forskning på MRC--NIHRMedborgare som Phenome Centrerar?

För metabolic phenotyping finns det endast 2 analytiska teknologier som är viktiga: den kärn- magnetiska resonansspektroskopin och samlas spectrometry. Båda av dessa bearbetar, dessa teknologier, kan mäta hundreds, eller tusentals metabolites i några tar prov i den samma analytiska körningen.

De fungerar i ganska olik väg. Samlas spectrometryarbeten på det molekylärt väger av molekylar, samlas av dem, hur stort de är och hur de bryter upp, hur de fragmenterar.

NMR looks på magnetisk connectivityrekvisita för grund mellan atom- nuclei, som är kännetecken av individmolekylar. De är kompletterande till varje annat. Vi avskärmer varje tar prov dem får i Medborgare som Phenome Centrerar, och vår Kliniska Phenome Centrerar vid NMR spektroskopi i första anföra som exempel.

NMR ger oss som ett bra brett profilerar av kanske 1.000 olika metabolites, som är närvarande i tar prov. Vi får data, det är faktiskt något liknande per identifiera med fingeravtryck, som är mycket användbar. I plasma för sakernågot liknandeblod kan vi mäta alla av plasmalipoproteins quantitatively från NMR spektroskopin.

NMR är den definitiva teknologin för att mäta lipoproteins, och HDLNA LDL balanserar kontra berättar dig att ett lott om din hjärtsjukdom riskerar, den koronara artärsjukdomen Etc. I sitt innersta väsen, NMR bär användbara biologiska data.

det finns raddor som olika under-typer av samlas spectrometry. Vi använder flera olika under-typer i samlasspectrometeren enligt typerna av molekylen som vi intresseras. Nu med samlas spectrometry som du måste att göra a bet mer arbete.

Du måste inte endast den fastställda rätten ta prov genom att använda något chromatographic för att bearbeta, och därefter mäter samlasspectrometeren molekylar individuellt och något att säga vad de är, men du kan mäta dem med samlas känsligare specifikation, och du kan mäta mer av dem samlas by specifikation, än du kan med NMR - kanske upp till 25.000 metabolites.

Gör Vad dig funderare som framtiden rymmer för personifierad medicin och kirurgi runt om världen?

Kirurgi är om den mest personifierade sjukvården som du kan få, därför att det är ett kirurgklipp dig upp, normalt, så det är a en-på-en formligen läkarundersökningväxelverkan. Naturligtvis är vi prövas att revolutionera kirurgi vid bruk av teknologi, så gilla iKnifen, som mäter kemin av röka, som skapas, när en kirurg klipper, och som kan analyseras genom att använda en samlasspectrometer, så att kirurgen vet nästan ögonblickligen vad han är bita till och med baserat på den kemiska sammansättningen av röka.

Det finns en readout som gör i stort en matematisk analys av rökakemin i förhållande till en databas, var vi har redan försett med förklarande noter, om du gillar, rökakemin. Det är fantastisk för monogrammärkning av kirurgi, därför att den ger kirurgen mer kunskap om lokalbiologin av det som är tålmodig för att hjälpa i real-time med det kirurgiska tillvägagångssättet.

Naturligtvis med den personifierade medicinen allmänare, när du ser kanske sorter av kemoterapi eller andra medicinska ingripanden ganska än kirurgiska, då metabolic phenotyping teknologier ge dig specificerar mycket mer om individvariationen i biologin av de tålmodig.

Vi skapade ett begrepp några år sedan kallade ”Pharmacometabonomics,”, är som den metabolic motsvarigheten av pharmacogenomicsen, var vi använder ettinterventional metabolic häfte och ett matematiskt modellerar av det till något att säga, ”som är Väl, ska du är denna sorterar av person metabolically, därför vet vi erfarenhetsmässigt att du är i denna särskilda kategori, då kan vi potentiellt finna som förgiftar ska är bra för dig eller dåligan för dig.”, Vi har redan visat det med anticancer droger som du kan förutsäga att effektiviteten och toxicitet av drogerna som baseras på metabolic plasma profilerar hos människor.

På ögonblicket är vi i denna arrangerar gradvis nu pröva för att få in i kliniska försök för all dessa saker, var we've fick alla dessa vetenskapliga observationer, och vi är nu prövas att skapa tålmodig-resa kliniska försök, så vi utvärderar egentligen quantitatively, hur mycket förbättring i sjukvård oss får by utplaceringen av dessa teknologier.

Naturligtvis måste vi att kosta dem i förhållande till omsorgbana som väl, så för att att få den förbättrade personifierade sjukvården och att genomföra den riktigt i vårdsystemen, måste vi faktiskt att förbättra det vård- folket och att förkorta deras resor.

Vi måste räddningpengar i en vårdsystem, som är mycket fastspänd för kassa, så där är 2 väg till räddningpengar i vårdsystemet, egentligen. Mycket i stort är den, 1, spenderar mindre tid i sjukhus, när du är där och, 2, går där mindre ofta.

På ögonblicket tar den 3 eller 4 eller även 5 besök till ett sjukhus för problem som vi har sorterat ut. Vad vi skulle något liknande som det som är, är 1 eller 2. 1 eller 2 besök till sjukhuset, och därefter du är besparingen per jättelik tidsperiod i administrationen, Etc.

Därefter är det annat tinget, om din sjukhusresa tar 5 dagar, kan oss förbättra behandling, så det tar endast 3 dagar, och har förbättrar att inte förbättra det från förkortning som resan pekar, men faktiskt dig att förbättra i en kortare period, men för den tålmodig, och du får det, genom att göra personifierad sjukvård.

Du förstår mer tålmodigns problem, mer den är clinically actionable, och du kan ingripa snabbare och effektivt, som ska hjälp som den tålmodig återställer mer snabb, förbättrar hopefully riskerar av deras överlevnad, om det är en farlig sjukdom, eller cancer eller något något liknande, som och samtidigt räddningpengar, därför att det är förkortning resan.

Om du kan få alla delar arrangera i rak linje, då ska särdrag av den personifierade sjukvården är fantastiskt, men det går endast att fungera med säkerhet sjukdomområden. Det ska inte arbete för allt, och en av saker, att vi är prövas att göra på ögonblicket, är att förstå vad går att fungera för och vad den inte går att fungera för.

Bestämt är cancer ett tydligt område, därför att cancer är biologically, genetiskt och physiologically ganska olik, så teknologierna, som vi har framkallat, som är om att mäta mångfald, och variation i tålmodig går att vara mycket användbar, för anföra som exempel, oss funderare i personifierade cancerterapier i framtiden.

We've fick en raddaarbetsstillbild för att göra. Vi ser lätt på avsluta av tunnelen, och vilken we've fick göra hopefully är dyker upp från tunnelen, för global värme eller antibiotiskt motstånd för multipel får oss, därför att de hägrar upp.

Gör Vad dig funderare som framtiden rymmer för antibiotiskt motstånd?

Weaponizing microbiomen kan vara långt runt om antimicrobial motstånd, därför att, om vi förstod egentligen våra microbes väl nog, vi kunde programmera dem och iscensätta dem för att förstöra pathogens. Det skulle är en mycket effektivare lösning än pröva som uppfinner nya antibiotikummar varje 15 år och pröva för att göra den för evigt, men vi har ett långt långt långt som går!

Var kan avläsare finna mer information?

http://www.imperial.ac.uk/phenome-centre

  1. Holmes, E., Kinross, J., Gibson, G.R., Burcelin, R., Jia, W., Pettersson, S. och Nicholson, 2012) Terapeutiska modulering för J.K. (av microbiota-varar värd metabolic växelverkan, Sci Transl Med 4, 137rv136.
  2. Nicholson, J.K., Holmes, E., Kinross, J., Burcelin, R., Gibson, G., Jia, W. och Pettersson, för Vara värd-Gut för S. (2012) metabolic växelverkan microbiota, Vetenskap 336, 1262-1267.
  3. Nicholson, J.K., Holmes, E., Kinross, J.M., Darzi, A.W., Takats, Z. och Lindon, 2012) Metabolic phenotyping för J.C. (i kliniska och kirurgiska miljöer, Natur 491, 384-392.
  4. Önska, E.J., Masson, P., Michopoulos, F., Wilson, ID., Theodoridis, G., Plumb, R.S., Shockcor, J., Loftus, N., Holmes, E. och Nicholson, 2013) Globala metabolic profilera för J.K. (av djur- och människasilkespapper via UPLC-MS, Nat Protoc 8, 17-32.
  5. Balog, J., Sasi-Szabo, L., Kinross, J., Lewis, M.R., Muirhead, L.J., Veselkov, K., Mirnezami, R., Dezso, B., Damjanovich, L., Darzi, A., Nicholson, J.K. och Takats, 2013) Intraoperative silkespapperID för Z. som (använder avdunstnings- jonisering för for, samlas spectrometry, Sci Transl Med 5, 194ra193.
  6. Zheng, X., Zhao, A., Xie, G., Chien, Y., Zhao, L., Li, H., Wang, C., Bao, Y., Jia, W., Luther, M., Su, M., Nicholson, J.K. och Jia, 2013) Melamine-Framkallade renal toxicitet för W. (medlas av gutmicrobiotaen, Sci Transl Med 5, 172ra122.
  7. Merrifield, C.A., Lewis, M.C., Claus, S.P., Pearce, J.T., Cloarec, O., Duncker, S., Heinzmann, S.S., Dumas, M.E., Kochhar, S., Rezzi, S., Mercenier, A., Nicholson, J.K., Borggården, M. och Holmes, 2013) Avvänjning för E. (bantar framkallar den tålde metabolic fenotypförskjutningen i pigen, och påverkan varar värd svar till Bifidobacterium lactis NCC2818, Gut 62, 842-851.
  8. Elliott, P., Posma, J.M., Chan, Q., Garcia-Perez, I., Wijeyesekera, A., Bictash, M., Ebbels, T.M., Ueshima, H., Zhao, L., skåpbil Horn, L., Daviglus, M., Stamler, J., Holmes, E. och Nicholson, 2015) Urin- metabolic häften för J.K. (av människaadiposityen, Sci Transl Med 7, 285ra262.
  9. O'Keefe, S.J., Li, J.V., Lahti, L., Ou, J., Carbonero, F., Mohammed, K., Posma, J.M., Kinross, J., Wahl, E., mer Ohyfsad, E., Vipperla, K., Naidoo, V., Mtshali, L., Tims, S., Puylaert, P.G., DeLany, J., Krasinskas, A., Benefiel, A.C., Kaseb, H.O., Newton, K., Nicholson, J.K., de Vos, W.M., Gaskins, H.R., och Zoetendal, Fett, fiber och cancer för E.G. (2015) riskerar i Afrikansk amerikan och lantligt Afrikaner Nat Commun 6, 6342.
  10. Phetcharaburanin, J., Lees, H., Marchesi, J.R., Nicholson, J.K., Holmes, E., Seyfried, F. och Li, 2016) Systemic Karakterisering för J.V. (av en Obese Fenotyp i Zuckeren Tjaller Modellerar Definition av Metabolic Yxor av EnergiÄmnesomsättning och Vara värd-Mikrobiella Växelverkan, J Proteome Res.

Om Professorn Jeremy K. NicholsonProfessor Jeremy Nicholson

  • Professor av Biologisk Kemi
  • Huvud av Avdelningen av Kirurgi, Cancer och den Interventional Medicinen
  • Direktören av MRC--NIHRMedborgare Phenome Centrerar
  • Direktör av Centrera för Gut och den Vård- Digestivkexen (Institutet av Global Vård- Innovation)
  • Fakultet av Medicinen, Imperialistisk Högskola London

Professorn Nicholson erhöll hans BSc från Liverpool Universitetar (1977), och hans PhD från London Universitetar (1980) i Biochemistryarbete på applikationen av analytisk elektronmicroscopy och de dispersive applikationerna av energi Röntgar microanalysis i molekylär toxicology och oorganisk biochemistry. (Skola av Apotek och den Birkbeck Högskolan, London, 1981-1991), Efter flera akademiska tidsbeställningar på den London Universitetar honom var den bestämda Professorn av Biologiska Kemi (1992).

I 1998 programmerar han som är rörd till den Imperialistiska Högskolan London som Professor och Huvudet av Biologisk Kemi och därpå Huvudet av Avdelningen av den Biomolecular Medicinen (2006) och Huvudet av Avdelningen av Kirurgi, Cancer och den Interventional Medicinen i 2009, var han kör en serie av forskning, i stratified medicin, molekylär phenotyping och molekylär systembiologi.

I Nicholson 2012 blev Direktören av världens första Medborgare som Phenome Centrerar att specialisera i storskalig molekylär phenotyping, och han riktar också den Imperialistiska BiomedicalForskningen Centrerar Stratified medicinprogram, och Kliniska Phenome Centrerar. Nicholson är författare av över 700 jämlike-granskade vetenskaplig legitimationshandlingar, och många andra artiklar/patent på utvecklingen och applikationen av ny spectroscopic och chemometric att närma sig till utredningen av den metabolic systemfel, metabolome-sned boll anslutningstudier och pharmaocometabonomicsen.  Nicholson är en Kamrat av det Kungliga Samhället av Kemi, Den Kungliga Högskolan av Patologer, Det Brittiska Toxicological Samhället, Det Kungliga Samhället av Biologi och är en konsulent till flera farmaceutiska/sjukvårdföretag.

Han är en grundaredirektör av Metabometrix (som inkorporeras 2001), ett Imperialistiskt Högskolasidoeffektföretag som specialiserar i molekylär phenotyping, klinisk diagnostik och toxicological avskärma. Nicholsons forskning har känts igen av flera utmärkelsear däribland: Det Kungliga Samhället av Kemi (RSC) Försilvrar (1992) och Guld- (1997) Medaljer för Analytisk Kemi; den Chromatographic SamhälleJubileen Försilvrar Medalj (1994); den Pfizer Prisen för Kemisk och Medicinal Teknologi (2002); RSC-medaljen för Kemisk Biologi (2003); den Tvärvetenskapliga Prisen för RSC (2008) RedwoodträdLectureshipen för RSC Theophilus (2008); Pfizer den Globala ForskningPrisen för Kemi (2006); NIH-Stjärnorna i den Distingerade Föreläsare för Cancer och för Näring (2010), denBudapest Prisen för Biomedicine (2010), Den Warren Föreläsare, Vanderbilt Universitetar (2015).

Han är Thomson-Reuters ISI en Högt citerad forskare (2014 och 2015, Pharmacology och Toxicology, WoSH-indexet = 108).  Professorn Nicholson valdes som en Kamrat av UK-Akademin av Medicinska Vetenskaper i 2010 som valdes Livstid den Heders- Medlemmen av US-Samhället av Toxicology i 2013 och den Heders- LivstidMedlemmen av det LandskampMetabolomics samhället i 2013.

Han rymmer heders- professorships på 12 Universitetar (däribland Den Mayo Kliniken, USA, Universitetar av New South Wales, Kinesisk Akademi av den Vetenskaps-, Wuhan och Dalian, Tsinghua Universitetar-, Beijing och Shanghai Jiao TongUniversitetar, Nanyang den Teknologiska Universitetar Singapore. I 2014 Valdes som en Albert Einstein Professor av den Kinesiska Akademin av Vetenskaper.

Advertisement